北斗与GPS的9大技术区别,不看后悔高清网络摄像机

2019年02月21日 20:05来源:分分彩手机版

北斗卫星起步在1992年,在2012年实现区域覆盖能力,可谓亚洲国家提供服务,如今也已经走出国门,受到东南亚国家的欢迎。本文大致从9个方面阐述了北斗与GPS的技术区别,让你对北斗系统技术原理有一个比较完整的认知。

本文大致从9个方面阐述了北斗与GPS的技术区别。通过阅读本文,可以帮你梳理对北斗系统技术原理的认知。包括:

三频信号;

有源定位及无源定位;

短报文通信服务;

境内监控;

分步开通 ;

局部加强,逐步成熟;

定位精度;

促进整个制造业的升级;

建设速度快。

北斗卫星建设是中国战略事业重要的一环。当然,国防安全是建设北斗最重要的原因。在地理信息如此重要的战场,必须握有自己的知识技术产权和产品。虽说GPS的民用在中国是免费的,但是如果战时美国关闭或者利用其“SA政策”对GPS“做手脚”,那么对到时依赖GPS的国家来说,无疑是致命的。

北斗卫星起步在1992年,在2012年实现区域覆盖能力,可谓亚洲国家提供服务,如今也已经走出国门,受到东南亚国家的欢迎。本文旨在从技术角度上仔细比较北斗和GPS的区别。

北斗与GPS的9大技术区别,不看后悔

1 三频信号

北斗使用的是三频信号,GPS使用的是双频信号,这是北斗的后发优势。虽然GPS从2010年5月28日发射了第一颗三频卫星,但等到GPS卫星全部老化报废更换为三频卫星还好几年。这几年就是北斗的优势期。三频信号可以更好的消除高阶电离层延迟影响,提高定位可靠性,增强数据预处理能力,大大提高模糊度的固定效率。而且如果一个频率信号出现问题,可使用传统方法利用另外两个频率进行定位,提高了定位的可靠性和抗干扰能力。北斗是全球第一个提供三频信号服务的卫星导航系统。

2 有源定位及无源定位

有源定位就是接收机自己需要发射信息与卫星通信,无源定位不需要。北斗一代的有源定位,有源定位技术只要两颗卫星就可以完成定位,但需要信息中心DEM(数字高程模型)数据库支持并参与解算。它在北斗二代上被保留下来,但不作为主要的定位方式。而北斗二代使用的是无源定位,和GPS是一样的,不需要信息中心参与解算,有源定位则作为补充功能。

这个功能的好处是当你观测的卫星质量很差,数量较少时(理论上,无源定位至少要4颗卫星才能解算 XYZ 和时间四个未知参数,实际需要的更多),仍然可以定位。这个功能对于紧急情况会比较有用,比如在山谷中,观测条件非常差,能知道大概位置也是非常重要的。坏处是在战争中会暴露你的位置信息。

需要信息中心参与解算是因为"“资源有限”,比如,某北斗一代手持机,每 60秒可以定位一次,不能频繁定位,以保证信息中心不能过载。但是北斗一代不能民用的主要原因却不是因为这个。

北斗一代称为北斗卫星实验系统(RDSS),北斗二代称为北斗卫星导航系统(RNSS),“一代,二代”是为方便称呼。从名字上就可以知道,北斗一代只是做个内部实验而已,检验一下我们的理论、技术是否可行,定位精度如何,再进行后续改进,设计的初衷根本没打算民用啊。

3 短报文通信服务

这个是中国卫星导航的原创功能,并且非常实用。08年汶川地震的时候,震区唯一的通讯方式就是北斗一代。这一特色功能毫不意外在二代中保留下来。但是这个功能也是有容量限制的,所以并不适合作为日常通信功能,而是作为紧急情况通信比较合适。基于这个功能,北斗还有一个好处是,不但能知道我在哪,还能让别人知道你在哪。这个功能有利于求救。

4 境内监控

卫星定位系统一般由三部分组成:空间星座部分,地面监控部分和用户接收机部分。其中,地面地面监控部分又由三大部分组成:监控站,主控站,注入站。

GPS系统在全球建 5个监控站,1个主控站和3个注入站以保证卫星运行,这些站都设在美国国土上,并且在全球分布很均匀。包括美洲大陆的美国本土,太平洋的关岛和夏威夷、印度洋的迭哥枷西亚以及大西洋的阿森松群岛。中国没法把监控站建到全球,所以中国在设计北斗系统时必须考虑到,地面监控部分只建在中国境内,就能够保证整个系统的正常运行。在境外建站也不是不可以,只是就算建了,也只起到提高精度的作用,绝对不能作为控制功能。这本来是北斗的劣势,境内监控是被逼出来的,没有其他选项,但现在成了北斗的安全优势,不用受制于其他国家。

如今中国境外的首个陆地遥感卫星数据接收站 “北极站 ”,将于今年在瑞典开工建设,预计两年建成。中国将在南美洲的阿根廷建造首个境外卫星跟踪站。从南美到北极,中国卫星产业开启全球化模式。

5 分步开通

GPS必须整个系统建成后才能使用。目前北斗的14颗在轨卫星使用了5颗地球静止轨道(GEO)卫星,5颗倾斜地球同步轨道(IGSO)卫星,4颗中高度圆轨道(MEO)卫星。北斗的星座方案来之不易,许院士说当时有几个方案参与竞争,光是方案的修改论证就持续了整整三年,最后确定的这个方案不敢说没有缺点,但绝对是所有方案里最好的一个。言归正传,北斗卫星导航系统在这个创新的空间星座支持下,仅仅发射了16颗卫星,就于2012年12月27日在亚太地区正式开通运行。这有利于加快北斗的商用进程,有利于对后续的系统做进一步改进,有利于加快北斗产业链的成熟。毕竟北斗的最大市场肯定是中国嘛,先让北斗系统在亚太地区发展几年,让芯片成熟几年,想推广到全球的时候也会相对容易。而且亚太地区的卫星利用效率肯定也更高,更值得优先投资。

6 局部加强,逐步成熟

理论上 GPS在全球的定位精度是相当的。北斗系统针对中国及其周边地区是特别加强过的,在国内卫星的几何条件比较好。单点定位的精度取决于两个方面:一是观测量精度,二是所观测卫星的空间几何分布。导航中用精度衰减因子 DOP 来表示卫星空间图形的贡献,包括:空间精度衰减因子GDOP 、位置精度衰减因子PDOP、时间精度衰减因子TDOP、平面精度衰减因子HDOP、垂直精度衰减因子VDOP、相对定位几何精度衰减因子RDOP。随着北斗全球系统逐渐成熟,DOP 越来越小,它在中国及周边地区的定位精度超过GPS也只是时间问题。“逐步成熟 ” 并不是一个托词,而是技术、理论上的进步。

(1)卫星数量增加。

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